Проверка устойчивости стенки

Стенку балки в соответствии с п. 7.10 [3] необходимо укреплять поперечными ребрами жесткости, так как условная гибкость стенки

Ребра жесткости ставятся так, как показано на рис. 8. Максимальное расстояние между ребрами в отсеке № 1 а = 3 м, что меньше 2h_w = 21,7 = 3,4 м. В остальных отсеках – а = 2 м. Для укрепления стенки балки принимаются парные ребра жесткости с шириной b_h = 100 мм и толщиной t_s = 8 мм:

Определяются усилия M и Q в расчетных сечениях (рис. 8):

отсек № 1:

отсек № 2:

отсек № 3:

отсек № 4:

Рис. 8. Схема расположения поперечных ребер жесткости

Проверка устойчивости отсеков стенки балки ведется по блок-схеме (прил.  2).

О т с е к № 1

Исходные данные для проверки устойчивости:

высота и толщина стенки – h_w = 1700 мм, t_w = 12 мм;

ширина и толщина поясного листа – b_f = 500 мм, t_f = 20 мм;

расчетные сопротивления материала стенки – R_y = 240 МПа; R_s = 139,2 МПа;

усилия в расчетном сечении (см. рис. 8) – M₁ = 5353,6 кНм, Q₁ = 95,6 кН;

момент сопротивления в расчетном сечении – W_x = 22 649 см³;

местная сосредоточенная сила, приложенная к верхнему поясу, равная опорной реакции балки настила – F = Q = 92,4 кН, а условная длина распределения этой силы l_ef = 18 см;

коэффициент условия работы конструкции _с = 1 (см. табл. 6^* [3]);

расстояние между ребрами в отсеке а = 3 м.

1. Условная гибкость стенки:

2, 3. Так как a = 3 м > h_w = 1,7 м обозначается меньшая сторона отсека через d (d = h_w = 1,7 м).

4. Отношение большей стороны отсека к меньшей:

 = а / h_w = 3 / 1,7 = 1,76.

5. Условная гибкость стенки равна:

6. Коэффициент , учитывающий степень упругого защемления стенки в полках равен:

7. F = 92,4 кН ≠ 0.

8. Местные напряжения в стенке под балкой настила:

8. 

9. 9. Сжимающие нормальные и касательные напряжения у расчетной грани стенки:

10. 

10. В балке приняты двусторонние поясные сварные швы.

14. _loc = 42,8 МПа  0.

17.

19.

25. Предельное отношение [_loc /] выбирается по табл. 24 [3], при a / h_w = 0,8 и  = 1,09:

[_loc /] = 0,531.

26. [_loc /] = 0,531 > _loc / = 42,8 / 231 = 0,185.

27. а = 0,5 а = 1,5 м; а / h_w = 1,5 / 1,7 = 0,88.

20.

21. По табл. 23 [3] коэффициент с₁ = 16,24 .

22. Локальные критические напряжения:

23. По табл. 21 [3] коэффициент с_cr = 31,66.

24. Нормальные критические напряжения:

32. Касательные критические напряжения:

33. _loc = 42,8 МПа ≠ 0.

35, 36.

37. Устойчивость стенки в отсеке № 1 обеспечена.

О т с е к № 2

Исходные данные для проверки устойчивости:

h_w = 1700 мм, t_w = 12 мм;

b_f = 500 мм, t_f = 20 мм;

R_y = 240 МПа; R_s = 139,2 МПа;

M₂ = 4780 кНм, Q₁ = 478 кН;

W_x = 22 649 см³;

F = Q = 92,4 кН, l_ef = 18 см;

_с = 1, а = 2 м.

1.

2, 3. Так как а = 2 м > h_w = 1,7 м, то d = h_w = 1,7 м.

4.  = a / h_w = 2 / 1,7 = 1,18.

5.

6.

7. F = 92,4 кН  0.

8. 8. _loc = 42,8 МПа.

9. 9.

10. В балке приняты двусторонние поясные сварные швы.

14. _loc = 42,8 МПа  0.

17. .

19. a / h_w = 2/1,7 = 1,18 > 0,8.

25. По табл. 24 [3] при a / h_w = 1,18 и  = 1,09 - _loc  = 0,259.

26. _loc  = 0,259 > _loc  = 42,8 / 206,2 = 0,21.

27. а = 0,5 а = 0,5 2 = 1 м; а / h_w = 1/ 1,7 = 0,59.

20.

21. По табл. 23 [3] коэффициент с₁ = 12,36 .

22.

23. По табл. 21 [3] коэффициент с_cr = 31,66.

24.

32.

33. _loc = 42,8 МПа ≠ 0.

35, 36.

37. Устойчивость стенки в отсеке № 2 обеспечена.

О т с е к № 3

Исходные данные для проверки устойчивости:

h_w = 1700 мм, t_w = 12 мм;

b_f = 500 мм, t_f = 20 мм;

R_y = 240 МПа; R_s = 139,2 МПа;

M₃ = 3441,6 кНм, Q₃ = 860,4 кН;

W_x = 22649 см³;

F = Q = 92,4 кН, l_ef = 18 см,

_с = 1, а = 2 м.

1.

2, 3. Так как а = 2 м > h_w = 1,7 м, то d = h_w = 1,7 м.

4.  = a / h_w = 2 / 1,7 = 1,18.

5.

6.

7. F = 92,4 кН  0.

8. 8. _loc = 42,8 МПа.

9.

10. В балке приняты двусторонние поясные сварные швы.

14. _loc = 42,8 МПа  0.

17.

19. a / h_w = 2/ 1,7 = 1,18 > 0,8.

25. _loc  = 0,259.

26. _ljc  = 0,259 < _loc  = 42,8 / 148,5 = 0,29.

28. По табл. 25 [3] с₂ = 44,6.

29.

30. a / h_w = 2 / 1,7 = 1,18 < 2.

20¹.

21¹. По табл. 23 [3] с₁ = 22.

22¹.

32.

33. _loc = 42,8 МПа ≠ 0.

35, 36.

Проверяется устойчивость отсека № 3 на действие напряжений в месте изменения сечения балки.

Исходные данные:

h_w = 1700 мм, t_w = 12 мм;

b_f = 280 мм, t_f = 20 мм;

R_y = 240 МПа; R_s = 139,2 МПа;

_с = 1, а = 2 м.

1.

2, 3. Так как а = 2 м > h_w = 1,7 м, то d = h_w = 1,7 м.

4.  = a / h_w = 2 / 1,7 = 1,18.

5.

6.

7. F = 0, _loc = 0.

8. 9.

10. В балке приняты двусторонние поясные сварные швы.

14. _loc = 0.

14. 

23. По табл. 21 [3] с_cr = 31,66.

24.

32.

33. _loc = 0.

34, 36.

37. Устойчивость стенки в отсеке № 3 обеспечена.

О т с е к № 4

Исходные данные для проверки устойчивости:

h_w = 1700 мм, t_w = 12 мм;

b_f = 280 мм, t_f = 20 мм;

R_y = 240 МПа; R_s = 139,2 МПа;

M₄ = 1338,4 кНм, Q₄ = 1242,8 кН;

F = Q = 92,4 кН, l_ef = 18 см;

_с = 1, а = 2 м.

1.

2, 3. Так как а = 2 м > h_w = 1,7 м, то d = h_w = 1,7 м.

4.  = a / h_w = 2 / 1,7 = 1,18.

5.

6.

7. F = 92,4 кН  0.

8. 8. _loc = 42,8 МПа.

9.

10. В балке приняты двусторонние поясные сварные швы.

14. _loc = 42,8 МПа  0.

17.

19. a / h_w = 2/ 1,7 = 1,18 > 0,8.

25. _loc  = 0,259.

26. _ljc  = 0,259 < _loc  = 42,8 / 86,2 = 0,5.

28. По табл. 25 [3] с₂ = 44,6.

29.

30. a / h_w = 2 / 1,7 = 1,18 < 2.

20¹.

21¹. По табл. 23 [3] с₁ = 22.

22¹.

32.

33. _loc = 42,8 МПа ≠ 0.

35, 36.

37. Устойчивость стенки в отсеке № 4 обеспечена.